提出一种基于法布里-珀罗干涉的多模光纤-空气腔-多模光纤-聚乙烯醇(PVA)薄膜结构的湿度传感器,研究了结构中空气腔反射面的曲率对光传播和反射谱的影响,并提出了利用电弧放电增大反射面曲率半径的方法。实验结果表明,所提方法降低了光在纤芯内的干涉损耗,使更多的光参与干涉,并提高了干涉条纹的对比度和精细度。在优化后的多重腔端面涂敷一层厚度为14 μm的PVA薄膜,在29.1%~81.8%环境相对湿度范围内,传感器的平均灵敏度可达73.24 pm/%,且具有良好的时间稳定性。

在线化学分析需要实现开放环境下的样品取样和电离/激发。 相比于激光切削或者激光诱导击穿, 大气压微等离子体系统结构简单, 更利于小型化。 因而基于大气压微等离子体的在线化学分析技术引起行业的广泛关注。 为了确定合适的微等离子体源进行样品的在线元素检测, 需要进一步了解各放电模式及工作参数下微等离子体的自身特性以及取样效果。 该工作主要研究了电弧及辉光放电微等离子体在大气压下对样品铁取样发射光谱的特性。 实现了在开放环境下对高熔点金属样品的在线检测, 并发现电弧放电微等离子体与光谱分析源联用具有更高的取样效率。 高采样效率的电弧放电微等离子体源为实现金属及难解离样品的检测提供了一种新的方法。 同时, 相较于传统的取样装置, 避免了复杂的样品制备、 样品传输过程。 实验装置采取简单的针对板放电结构, 分别利用高压脉冲电源、 直流电源获得电弧放电和辉光放电。 实验的结果表明, 在放电功率近似相等的条件下, 电弧放电产生的微等离子体对样品铁取样的光学发射谱中, 样品元素的特征谱线占据主导地位, 同时伴随有空气中氮气的谱线, 而且铁离子(FeⅡ)谱线的相对强度显著高于氮气分子谱线的相对强度。 而在直流辉光放电中, 样品铁原子(FeⅠ)谱线相对强度非常不明显。 由此说明, 电弧放电产生的微等离子体具有更高的采样效率。 放电在样品表面留下的溅射坑也得出了相同的结论。 增加辉光放电电流到25 mA, 发现样品元素铁的谱线仍然没有明显的增强。 同时, 也研究了采样间距对两种采样模式的影响。 实验结果表明, 间距对两种模式的采样光谱没有显著的影响。 采用主要成分为铝的合金铝箔进行了上述对比实验, 得出相同的结论, 即电弧放电微等离子体更适合作为光谱分析源来实现对金属样品的实时快速检测。

建立了局部放电引起保偏光纤(PMF)两偏振模间相位延迟变化的模型。将熊猫型保偏光纤(P-PMF)和保偏光子晶体光纤(PM-PCF)分别接入萨格纳克干涉仪进行实验研究，发现局部放电使应力型P-PMF 的相位延迟变小，使形状型PM-PCF 的相位延迟变大，且改变放电电流大小和持续时间可有效改变相位延迟调节量，为调节PMF 中两偏振模间相位延迟提供了实用技术。搭建了在线光纤波片制作装置，进行了PM-PCF 光纤1/4 波片制作的实验研究，实现了0.15°的相位延迟精度。多次实验结果表明，采用该技术可保证约0.24°的相位延迟精度。该技术具有操作简单、成本低等优点，可有效提高光纤波片的相位延迟量精度和制作效率。

给出了保偏光子晶体光纤（PM-PCF）模场的计算模型，搭建了基于近场光斑成像法的PM-PCF 非圆模场在线测量装置，采用红外成像系统实现了模场参数的绝对测量。在此基础上，研究了放电对PM-PCF 模场的微调作用，结合仿真计算，获得模场参数变化规律。建立了PM-PCF与传统保偏光纤的耦合损耗计算模型，确定了低损耗耦合条件，并进行了熔接实验验证，实现了PM-PCF与传统保偏光纤的低损耗熔接。

分别采用化学气相沉积法和电弧放电法制备了多壁碳纳米管.利用扫描电镜测量了两种不同方法所制备样品的形貌, 并在室温下测量了这两种样品的喇曼光谱、吸收光谱和光致发光光谱.结果显示: 电弧法所制的纳米管管径较小, 且纳米管相互缠绕明显; 两种样品的喇曼光谱中均存在D模和G模, 但化学气相沉积法制备的碳管的结构更完美, 石墨化程度和碳管纯度更高; 两种样品都在250 nm处有一个强的吸收峰, 当采用共振激发时, 两种样品均在480 nm处有带状发射光谱, 而用550 nm的光激发时, 化学气相沉积法制备的多壁碳纳米管在820 nm处具有光致发光, 电弧法制备的样品在此波段则无光致发光.

发现并验证了电弧放电对光栅折射率调制的电弧放电擦除（ADE）效应，利用ADE效应成功制作了相移光纤光栅。基于ADE效应的特点，建立了由这种工艺制作相移光纤光栅的理论模型，基于放电对折射率和光栅擦除长度的影响，采用不同的光栅参数，进行了较全面的仿真研究；同时，设计制作了专用的装置，对基于ADE的相移光栅制作技术进行了全面的实验研究和验证，研究了外部应力、放电参数、光栅参数和退火处理等因素对透射峰值波长、线宽和强度的影响。理论仿真与实验研究结果一致。仿真和实验研究均表明：基于ADE的相移光纤光栅制作技术方便有效，通过优化放电参数和光栅参数，可以制作高质量的相移光栅。

光子晶体光纤(PCF)与普通单模光纤(SMF)的低损耗熔接技术是光子晶体光纤走向实用化必须解决的关键技术问题。提出一种基于光纤拉锥模场匹配技术的光子晶体光纤低损耗熔接的新方法，利用熔融拉锥机对模场不匹配的两类PCF进行预处理，结合常规电弧放电熔接技术对三种不同类型的PCF与SMF的熔接损耗进行实验研究。在实验中通过精确控制熔融拉锥机各种参数，实现了不同模场直径PCF和SMF的模场匹配，该方案同时通过优化各种电弧放电参数，使熔接后的损耗降到了0.3 dB以下,实现了PCF-SMF之间低损耗、高强度的熔接，满足了不同模场PCF实际应用的要求，具有很好的潜在应用价值。

毛细管放电等离子体是近年来发展起来的一种新型脉冲高能粒子源,可以产生高温、高密和高速等离子体射流,具有推进、发射、加速等功能,可以加热或引燃化学工质,具有广泛的应用前景.介绍了毛细管等离子体的基本原理和特点,综述了国内外研究现状,对毛细管等离子体应用前景进行了展望,以期引起我国对这一技术研究的重视,促进毛细管等离子体技术的发展.

长周期光纤光栅是近几年出现的一种波长选择滤波器件.利用其波长选择损耗特性,提出将之用于1310nm/1550nm波分复用系统的解复用.采用电弧熔融刻槽的方法,制备了长周期光纤光栅.并通过控制电弧放电过程和光栅的周期长短及周期数,得到了较为理想的谱特性.结果显示,其通道插入损耗能够小于0.5dB,20dB损耗阻带带宽可达15nm,信道隔离度估计约25dB.